一种微波增益型CO2相变泄压防治岩爆方法与流程

文档序号:26182111发布日期:2021-08-06 18:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤如下:

s1:利用超前钻机对掌子面进行钻孔,形成超前钻孔;

s2:将微波发生装置的微波耦合导杆插入超前钻孔内,且距至岩爆孕育区域一定距离;

s3:微波发生装置通过微波耦合导杆对超前钻孔周围的岩体进行微波照射,直至岩体上产生微波裂缝;

s4:超临界co2发生装置通过微波耦合导杆向超前钻孔内注入超临界co2,超临界co2进入被微波照射过的微波裂缝内,快速膨胀,使岩体产生裂纹网格;

s5:在超临界co2快速膨胀过程中,发生气体振动,对岩体进行泄压,防治岩爆。

2.根据权利要求1所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s1中,钻孔范围为掌子面上拱顶22.5°~157.5°之间。

3.根据权利要求2所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s1中,超前钻孔的深度为10~20m。

4.根据权利要求1所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s2中,微波耦合导杆距离岩爆孕育区域20~30m。

5.根据权利要求1~4任一项所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s3中,微波照射的时间t≥30分钟,对岩体进行加热使其产生微波裂缝。

6.根据权利要求5所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s3中,微波发生装置包括微波发生器(5)和微波耦合导杆,微波耦合导杆的一端与微波发生器(5)连接、另一端伸出tbm刀盘(1)。

7.根据权利要求6所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:微波耦合导杆包括主导管(2),主导管(2)的外端部设有耦合喷头(4),主导管(2)通过管道(43)与超临界co2箱(3)连通。

8.根据权利要求7所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:耦合喷头(4)包括与主导管(2)连接的微波发生杆(41),微波发生杆(41)的外壁上设有超临界co2发射孔(42),管道(43)位于主导管(2)内,且管道(43)的喷出部设有喷出口(44),喷出口(44)与超临界co2发射孔(42)对应。

9.根据权利要求1~4、6~8任一项所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s4中,超临界co2一部分进入微波照射产生的微波裂缝内、一部分进入钻孔产生的钻孔裂缝内。

10.根据权利要求9所述的微波增益型co2相变泄压防治岩爆方法,其特征在于:步骤s4中,微波照射和超临界co2爆生气体振动两种破裂机制配合,对岩体进行破坏,达到泄压目的。


技术总结
本发明公开了一种微波增益型CO2相变泄压防治岩爆方法,解决了现有技术中岩爆防治效果不佳的问题。本发明步骤如下:S1:利用超前钻机对掌子面进行钻孔,形成超前钻孔。S2:将微波发生装置的微波耦合导杆插入超前钻孔内,且距至岩爆孕育区域一定距离S3:微波发生装置通过微波耦合导杆对超前钻孔周围的岩体进行微波照射。本发明采用增益型CO2进行泄压岩爆防治,在施工过程中先进行微波照射,产生微裂纹,增加超临界CO2爆生气体振动的效果,超临界CO2进入微波产生的预制裂纹中,在裂纹中快速膨胀,不仅能够更多的裂纹网格,而且爆生气体振动也能达到高应力的泄压效果。

技术研发人员:鲁义强;贺飞;李光;宁向可;高翔;杨承璋
受保护的技术使用者:中铁工程装备集团有限公司
技术研发日:2021.05.19
技术公布日:2021.08.06
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